Apport de la double polarisation pour l'étude expérimentale et théorique de la section efficace radar de la surface océanique

This thesis deals with the analysis of radar measurements (C band) in VV and HH polarisations toimprove the understanding of the interactions between the sea surface and the electromagnetic incidentwave in order to study the sea surface. First, we propose an empirical model which reproduces theratio of the radar cross-section as a function of incidence angle and wind direction. We show thatsuch a model can be used for wind field retrieval from SAR images. Then, we propose a comparisonbetween different kind of electromagnetic models and data. This study shows that a common part ofthe radar signal in each polarisation must be modelled to fully reproduce the interactions betweenelectromagnetic waves and the sea surface. This common part can be attributed to the breaking waveseffects and plays a key role in the up/down-wind asymmetry of the signal. Finally, we investigate theazimuth description of the radar signal, analysing possible effects of several surface processes. Weshow that waves-waves non-linear interactions have a significant role on the wave spectrum azimuthbehaviour.Les objectifs de ce travail sont l'analyse de mesures radar (bande C) en polarisations VV etHH pour améliorer la compréhension des interactions entre la surface et l'onde électromagnétiqueet l'étude de la surface des océans. Nous proposons d'abord un modèle empirique reproduisant lerapport des sections efficaces radar en fonction de l'incidence et de la direction du vent qui peut êtreutilisé pour la restitution de champs de vent à partir d'images SAR. Les observations obtenues durantcette thèse sont comparées avec différents modèles semi-physiques. Sur la base de cette étude,nous montrons que la partie du signal commune aux 2 polarisations doit absolument être modéliséepour reproduire complètement les interactions ondes-surfaces. Elle peut être attribuée à la présence devagues déferlantes et permet d'expliquer l'asymétrie face/dos au vent du signal radar. Enfin, à partird'une étude de la dépendance azimutale du signal, nous analysons les effets possibles de différentsprocessus de surface et montrons que les interactions non-linéaires vagues à vagues jouent un rôleimportant